(57)【要約】【課題】  計測装置でのレチクルの歪測定結果と実際に露光する際のレチクルの歪との差を小さくできる露光装置を提供する。【解決手段】  （ａ）に示すように、レチクルステージ１には、レチクルホルダ３を保持するための台座２が搭載されている。（ｂ）に示すように、レチクルホルダ３には、露光転写すべきパターンが形成されたパターン領域７を持つレチクル６を吸着するための、チャック部４が搭載されている。チャック部４のうち、図１（ｃ）に示すレチクル６のパターン領域７に対応する部分には、開口部８が設けられていて、照明ビームが透過可能になっている。このように、レチクルホルダ３がレチクル６をチャッキングしたままレチクルステージ１から分離可能とされているので、露光状態と同様のチャッキング状態、姿勢で、レチクルの歪を測定することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レチクル上のパターンをウェハ等の感応基板上に投影する露光装置であって、前記レチクルを固定又は吸着するためのホルダー部が、前記レチクルを固定又は吸着したままの状態で、レチクルステージへの着脱が可能とされていることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
請求項１に記載の露光装置であって、前記レチクル面には歪を計測するためのマークを有しており、そのマークをレチクルアライメント用の光学アライメント顕微鏡を用いて計測することが可能なことを特徴とする露光装置。
【請求項３】
請求項１に記載の露光装置であって、前記レチクル面には歪を計測するためのマークを有しており、そのマークを計測するための専用ステージおよび専用計測機構を有する露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レチクル上のパターンをウェハ等の感応基板上に投影する露光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体集積回路のさらなる小線幅化に対応するため、現在使用されているエキシマレーザに変わる光源を使用した荷電粒子線露光装置やＥＵＶ（極端紫外線）露光装置などの開発が進められている。荷電粒子線露光装置の一種であるＥＰＬ方式の露光装置を例に挙げると、ウェハ上へ転写するためのパターンはレチクル上で一括露光可能な領域（サブフィールドと呼ばれる）ごとに多数に分割されており、電子レンズと偏向器を用いることにより、ステージのスキャンと同期して各サブフィールドを繋ぎ合わせながら、ウェハ上へと露光することで所望のフィールドのパターンを露光する。
【０００３】
このような露光装置では、各サブフィールドの露光パターンを正確につなぎ合わせるためと、露光フィールドの歪を補正するため、高速な偏向器によってトラッキングや各サブフィールドの位置補正が可能になっている。ここで、装置に使用されるレチクルは例えばＳｉメンブレンなどでできており、歪を生じやすい。レチクルの歪はそのまま露光フィールドの歪となってしまうため、あらかじめサブフィールド領域毎のレチクル上での歪を計測し、露光転写の際にサブフィールドの露光位置補正という形で補正する必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
レチクルの歪を計測するためには、レチクルをレチクルステージに装着する前に、座標測定装置などを用いて計測するのが一般的である。しかし、レチクルにはレチクル自身の歪の他、自重撓みによる歪、それらのレチクルをチャックしたときのチャッキング歪などがあり、計測装置で計測するときのレチクル歪と露光装置上でのレチクルの歪を完全に一致させることは、通常の座標測定装置での計測では不可能である。
【０００５】
実際の露光状態でのレチクルの歪と、計測装置で測定されたときにレチクルの歪の差を小さくするためには、露光装置でのレチクル保持方法などを考慮した改造を加える必要があるが、実現することは非常に難しい。また、レチクルの歪を露光装置上で計測するには、マーク計測用ための機構を持つことや、ステージのストローク増大などといった、装置を構成するための負担が大きくなってしまうという問題点がある。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、計測装置でのレチクルの歪測定結果と実際に露光する際のレチクルの歪との差を小さくできる露光装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を達成するための第１の手段は、レチクル上のパターンをウェハ等の感応基板上に投影する露光装置であって、前記レチクルを固定又は吸着するためのホルダー部が、前記レチクルを固定又は吸着したままの状態で、レチクルステージへの着脱が可能とされていることを特徴とする露光装置である。
【０００８】
本手段においては、レチクルを固定又は吸着したままのホルダを、レチクルステージから取り外して、計測装置の位置まで搬送し、レチクルが露光に使用される状態と同様な状態で歪の計測を行うことができる。すなわち、レチクルを固定したりチャックングしているホルダー部をレチクルステージから取り外すことが可能であるため、歪み状態を保持した状態で計測系へと受け渡すことが可能である。よって、レチクルの歪の状態を、使用状態における場合に近い状態で計測できるので、露光時の歪補正が正確となり、露光転写精度が向上する。
【０００９】
前記課題を解決するための第２の手段は、前記第１の手段であって、前記レチクル面には歪を計測するためのマークを有しており、そのマークをレチクルアライメント用の光学アライメント顕微鏡を用いて計測することが可能なことを特徴とするものである。
【００１０】
通常、露光装置には、レチクルとウェハとの位置合わせをするために、レチクルステージに搭載されたレチクルの位置を測定するための、レチクルアライメント用光学アライメント顕微鏡が付属している。そして、このレチクルアライメント用光学アライメント顕微鏡により、レチクルに形成されたアライメントマークを測定して、レチクルステージとレチクルとの相対位置関係を測定する。
【００１１】
本手段においては、レチクル面に、レチクルの歪を測定するためのマークが設けられており、このマークをレチクルアライメント用光学アライメント顕微鏡により計測し、レチクルの歪を測定する。
【００１２】
前記課題を解決するための第３の手段は、前記第１の手段であって、前記レチクル面には歪を計測するためのマークを有しており、そのマークを計測するための専用ステージおよび専用計測機構を有するものである。
【００１３】
本手段においては、レチクルアライメント用光学アライメント顕微鏡とは別に、レチクルの歪測定用専用ステージと専用計測機構を有し、専用測定機構によりレチクルに設けられた歪測定用マークを測定してレチクルの歪を算出する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、計測装置でのレチクルの歪測定結果と実際に露光する際のレチクルの歪との差を小さくできる露光装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態の例を、電子線投影露光装置を例にあげて説明する。ここで言う電子線露光装置とは、電子銃から照射された電子ビームを電子レンズや偏向器からなる照明レンズや投影レンズの光学系を用いてレチクル真空チャンバにあるレチクル上のパターンをウェハ真空チャンバ内の感応基板であるウェハ上に投影転写する装置である。
【００１６】
それぞれのチャンバ内には真空対応のステージがあり、レチクル・ウェハはそれぞれスキャン・ステップ動作を行うことで露光を行うことができる。ここでは、電子線露光装置としての一例を取り上げるが、イオンビームなどを用いたその他荷電粒子線や極端紫外線などの露光装置においても本発明は適応可能である。
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態である露光装置のレチクルステージおよびレチクルホルダの概要を示す図である。（ａ）に示すように、レチクルステージ１には、レチクルホルダ３を保持するための台座２が搭載されている。ここでは、３点支持によるレチクルホルダ３の固定方法をとっているが、機械的に保持可能な方法であればどのような固定方法でもよい。
【００１８】
図１（ｂ）に示すように、レチクルホルダ３には、図１（ｃ）に示すように露光転写すべきパターンが形成されたパターン領域７を持つレチクル６を吸着するための、チャック部４が搭載されている。チャック部４のうち、図１（ｃ）に示すレチクル６のパターン領域７に対応する部分には、開口部８が設けられていて、照明ビームが透過可能になっている。電子線投影露光装置においては装置内は真空であるため、チャック部４としては静電チャックなどが主に用いられるが、大気内で使用する露光装置であればバキュームチャックなどを使用することができる。
【００１９】
図１（ｂ）に示すように、静電チャックのための配線５があり、この配線を引き回すことが可能な構成を取ることで、レチクル６を吸着したままレチクルホルダ３を移動することが可能である。
【００２０】
以下、レチクル６をレチクルホルダ３に搭載し、さらにレチクルホルダ３をレチクルステージ１に搭載する手順を説明するが、以下の図においては、前出の図に示された構成要素と同じ構成要素には、同じ符号を付してその説明を省略することがある。
【００２１】
図２（ａ）に示すレチクル６は、図２（ｂ）に示すレチクルホルダ３に搭載されて静電チャックに４により吸着されて固定され、図２（ｃ）に示すような状態となる。
【００２２】
図３（ａ）に示すように、レチクル６を吸着したレチクルホルダ３は、図３（ｂ）に示すレチクルステージ１に搭載され、図３（ｅ）に示すような状態となる。図３（ｄ）に示すように、レチクルホルダ３のみを先にレチクルステージ１に搭載し、その後、レチクルホルダ３に図３（ｃ）に示すレチクル６を搭載することにより、図３（ｅ）に示すような状態とすることも可能である。
【００２３】
図４〜図６は、レチクルの搬送から露光までのシーケンス例を説明するための図である。図４に示すシーケンスでは、レチクル６をレチクルホルダ３でチャッキングし、サーチアライメントにより位置出しをして、アライメント兼用の顕微鏡を用いてレチクル歪を計測した後、レチクルステージ１へと搬送し、露光を行っている。
【００２４】
すなわち、レチクルケース１１に収納されたレチクル６をレチクルケース１１から取り出し、大気ロボット１２によりプリアライメントステージ１３上に搬送し、レチクル６のプリアライメントを行う。プリアライメントは、プリアライメント用のマークをプリアライメント用顕微鏡１４で観察し、その位置が規定の位置となるようにプリアライメントステージ１３を移動させることにより行う。
【００２５】
プリアライメントの完了したレチクル６は、大気ロボット１２によりロードロック室１５に送られ、そこに待機していたレチクルホルダ３にチャッキングされて固定される。この状態で、ロードロック室１５内の気圧を下げ、真空状態とする。ロードロック室１５内が真空状態となったとき、真空ロボット１６により、レチクル６とレチクルホルダ３をレチクルステージ真空チャンバ室１７内の、アライメント兼用顕微鏡１８の位置まで移動する。そして、アライメント兼用顕微鏡１８を使用して、第１回目のアライメント（ラフアライメント）を行うと共に、レチクル６に形成された歪測定用マークの位置を計測することによりレチクル６の歪を計測する。
【００２６】
歪計測を終了したレチクル６とレチクルホルダ３は、真空ロボット１６により、レチクルステージ１９上に搭載される。レチクルステージ１９は、図の左右方向への移動が可能となっている。レチクルステージ１９を移動させ、レチクル６がアライメント兼用顕微鏡１８の観察位置に来るようにして、アライメント兼用顕微鏡１８を使用して、最終的なアライメント（ファインアライメント）を行う。その後、レチクル６が電子鏡筒２０の下に来るようにレチクルステージ１９を移動させて露光を行う。
【００２７】
図５に示す例では、レチクルステージへ搭載した後に、アライメント兼用の顕微鏡を用いてレチクル歪を計測し、その後露光を行っている。すなわち、レチクルケース１１に収納されたレチクル６をレチクルケース１１から取り出し、大気ロボット１２によりプリアライメントステージ１３上に搬送し、レチクル６のプリアライメントを行う。プリアライメントは、プリアライメント用のマークをプリアライメント用顕微鏡１４で観察し、その位置が規定の位置となるようにプリアライメントステージ１３を移動させることにより行う。
【００２８】
プリアライメントの完了したレチクル６は、大気ロボット１２によりロードロック室１５に送られ、そこに待機していたレチクルホルダ３にチャッキングされて固定される。この状態で、ロードロック室１５内の気圧を下げ、真空状態とする。ロードロック室１５内が真空状態となったとき、真空ロボット１６により、レチクル６とレチクルホルダ３をレチクルステージ真空チャンバ室１７内の、レチクルステージ１９上に搭載する。続いて、レチクルステージ１９を、レチクル６がアライメント兼用顕微鏡１８の位置まで移動する。
【００２９】
そして、アライメント兼用顕微鏡１８を使用して、ラフアライメントを行うと共に、レチクル６に形成された歪測定用マークの位置を計測することによりレチクル６の歪を計測する。その後、アライメント兼用顕微鏡１８を使用してレチクル６のファインアライメントを行う。その後、レチクル６が電子鏡筒２０の下に来るようにレチクルステージ１９を移動させて露光を行う。
【００３０】
図４に示した例と図５に示した例では、装置の構成は全く同じであるので、同じ設備でどちらの方法を採用してもよいがアライメント兼用顕微鏡１８の設置位置や装置の構成などにより実現可能な方法をとるのが望ましい。
【００３１】
図６に示す例では、レチクル６をレチクルホルダ３へチャッキングした後、レチクル歪計測専用の計測装置のステージへ搬送し、レチクル歪を計測する。図６に示す設備においては、図４、図５に示された設備に含まれる装置の他に、歪計測用チャンバ２１が設けられ、その中に、歪計測用ステージ２２と歪計測用顕微鏡２３が設けられている。そして、図４、図５におけるアライメント兼用顕微鏡１８がアライメント用顕微鏡２４として使用されている（両者の仕様や性能は、必ずしも変わっていない。使用方法のみが変わっている場合もありうる）。
【００３２】
レチクルケース１１に収納されたレチクル６をレチクルケース１１から取り出し、大気ロボット１２によりプリアライメントステージ１３上に搬送し、レチクル６のプリアライメントを行う。プリアライメントは、プリアライメント用のマークをプリアライメント用顕微鏡１４で観察し、その位置が規定の位置となるようにプリアライメントステージ１３を移動させることにより行う。
【００３３】
プリアライメントの完了したレチクル６は、大気ロボット１２によりロードロック室１５に送られ、そこに待機していたレチクルホルダ３にチャッキングされて固定される。この状態で、ロードロック室１５内の気圧を下げ、真空状態とする。ロードロック室１５内が真空状態となったとき、真空ロボット１６により、レチクル６とレチクルホルダ３を歪計測用チャンバ２１内の歪計測用ステージ２２上に搬送して載置する。そして、歪計測用顕微鏡を用いてレチクル６の歪を測定する。
【００３４】
レチクル６の歪測定が完了した後、真空ロボット１６により、レチクル６とレチクルホルダ３をレチクルステージ真空チャンバ室１７内の、レチクルステージ１９上に搭載する。続いて、レチクルステージ１９を、レチクル６がアライメント用顕微鏡２４の位置まで移動する。そして、アライメント用顕微鏡２４を使用して、ラフアライメント、ファインアライメントを行う。その後、レチクル６が電子鏡筒２０の下に来るようにレチクルステージ１９を移動させて露光を行う。
【００３５】
この方法は、露光装置とは別の装置と組み合わせて使うことが可能であるため、露光装置内のアライメント顕微鏡等の計測装置の仕様にとらわれずに、レチクルの歪計測が可能になり、フレキシビリティがあるという特徴を有する。
【００３６】
以上、図４〜図６を用いて説明したいずれの方法の場合も、レチクル６はレチクルホルダ３にチャッキングされ、実際の露光に使用されるときと同じ姿勢で歪を測定されているので、計測された歪は、実際の露光時の歪に近いものとなっている。よって、計測された歪を基に、露光転写時の補正を行うことにより、レチクル６に形成されたパターンを正確に露光転写することが可能となる。
【００３７】
図７に、レチクルの歪測定用マークの例を示す。レチクル上に形成されたサブフィールド２６の間には、ストラット２７が形成され、レチクルを補強している。この部分は露光に関係のない部分であるので、この部分に歪測定用マーク２８を形成する。図７に示す例では、十字マークを、各サブフィールドの上下左右に形成している。この歪測定用マーク２８の相対的な位置関係を、レチクルが搭載されたステージ、又はレチクルを搬送するロボットアームを動かしながら、光学顕微鏡等で計測することにより、レチクルの歪を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態である露光装置のレチクルステージおよびレチクルホルダの概要を示す図である。
【図２】レチクルをレチクルホルダに搭載し、さらにレチクルホルダをレチクルステージに搭載する手順を説明するための図である。
【図３】レチクルをレチクルホルダに搭載し、さらにレチクルホルダをレチクルステージに搭載する手順を説明するための図である。
【図４】レチクルの搬送から露光までのシーケンス例を説明するための図である。
【図５】レチクルの搬送から露光までのシーケンス例を説明するための図である。
【図６】レチクルの搬送から露光までのシーケンス例を説明するための図である。
【図７】レチクルの歪測定用マークの例を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１…レチクルステージ、２…台座、３…レチクルホルダ、４…チャック部、５…配線、６…レチクル、７…パターン領域、８…開口部、１１…レチクルケース、１２…大気ロボット、１３…プリアライメントステージ、１４…プリアライメント用顕微鏡、１５…ロードロック室、１６…真空ロボット、１７…レチクルステージ真空チャンバ室、１８…アライメント兼用顕微鏡、１９…レチクルステージ、２０…電子鏡筒、２１…歪計測用チャンバ、２２…歪計測用ステージ、２３…歪計測用顕微鏡、２４…アライメント用顕微鏡、２６…サブフィールド、２７…ストラット、２８…歪測定用マーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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